机电一体化设计理论汇总

基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
系统的概念：
具有特定功能的、相互之间具有有机联系的许多要素 所构成的一个群体。
工 程：产生一定效能的方法。
系统工程：
是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使 用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方 法。
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化设计理论与方法
概念的涵义 设计理论与方法
系统实现
机电一体化设计理论与方法
机电一体化概念的涵义； 基于系统概念的机电一体化系统设计理论与 方法； 基于公理化设计理论及发明问题求解理论的 机电一体化系统设计理论与方法； 建立统一物理模型的机电一体化系统分析方 法； 从控制角度看机械（机构）； 系统实现技术。
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化(仪器)系统设计原理与方法
1.产品系统设计 机械电子学产品系统是由若干个子系统或元件构成的集合体。为实 现产品系统的主功能，系统、子系统(孙子系统)、元件(元素)采用 那一种学科的技术作为手段，决非刻板地规定，而是以实现产品系 统主功能的需要，根据评定产品质量标准的要求去选择，并进行综 合评价，找出最优的设计。
机电一体化概念的涵义
马克思在《资本论》中指出：
一切已经发展的机器，都是由本质上不 同的部分——发动机、传动机构和工具 机或工作机——构成。
机电一体化概念的涵义
日本振兴协会经济研究所1981年提出：
机电一体化(Mechatronics)乃是机械的主功能， 动力功能，信息功能和控制功能上引进微 电子技术，并将机械装置与电子装置用相 关软件有机结合而构成系统的总称。
动力 （运转）
传感器 （检测）
计算机 （控制）
执行器 （作业）
机构 （结构）
机电一体化概念的涵义
从与相关技术的区别角度：
1、与机电学（Electromechanics)的区别； 2、与并行工程（Concurrent Engineering)的区别； 3、与自动控制的区别； 4、与计算机应用的区别。
机电一体化概念的涵义
1996年IEEE与ASME在联合创刊《机电一体 化学报》开卷“编者的话”中的定义为：
在工业产品和过程的设计和制造中， 机械工程与电子和智能计算机控制的 协同集成。
机电一体化概念的涵义
从与传统（纯）机械的异同角度：
与纯机械产品的相同之处：具有鲜明的机械含义，有明 确的物理的执行功能，需要变革物理世界中的具体物质， 具有能量的输入和输出； 与纯机械产品的不同之处：纯机械是一种“刚性”极强 的系统，单元和连接均是刚性的，每种连接对应于一种 功能需求。显然其功能的适应性（柔性）较差。
系统运行的规律：
系统运行有两个相悖的规律 一是整体效应规律：系统各单元有机地组合成系统后，各 单元功能不仅相互叠加，而且相互辅助、相互促进与提高， 使系统整体的功能大于各单元功能的简单的和，即“整体 大于部分的和”。 另一个相反的规律是系统内耗规律：由于各单元的差异性， 在组成系统后若对各单元的相互作用协调不当或约束不力， 就会导致单元间的矛盾和摩擦，出现内耗，内耗过大，则 可能出现整体小于部分的和的情况。
系统工程的基本思想 ：
以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统 目标出发，将总体功能分解成相互有联系的若干功能单元， 以功能单元为子系统进行再次分解，或成为功能更单一， 更具体的子功能单元，这些子功能单元同样可以继续逐层 分解，直到找出能完成各个功能的技术方案，再把功能与 技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选，进而实现 在给定环境条件下的整体优化。
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机电一体化概念的涵义
从与电子产品的异同角度：
机电一体化系统中，机械本体是主体，系统的主要功能 必须由机械来完成，否则就不能称其为机电一体化产品 （如手表）。 机电一体化的核心是电子技术（包括微电子和电力电 子）；不与微电子结合的机械产品不能称为机电一体化 产品。
机电一体化概念的涵义
从系统组成和功能构成角度：
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
系统的概念是相对的，以考察问题角度不同而异
某一系统可以由若干子系统组成，它又可以 成为一个更高级系统的子系统。不论是宏观 或是微观的问题，只要它具有相互关联的若 干单元组合的性质，就可以而且应该从系统 工程的角度来分析和研究它。
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化(仪器)系统设计原理与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化(仪器)系统设计原理与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化(仪器)系统设计原理与方法
基于系统概念的机电一体化系统设计理论与方法
机电一体化(仪器)系统设计原理与方法
工学硕士课程
机电一体化 设计理论与方法
吴峻
参考书目：
1、机械电子工程 颜永年 张晓萍 冯常学编著 化学工业 出版社 1998.11 2、AXIOMATIC DESIGN—ADVANCES AND APPLICATIONS Nam Pyo Snh Copyright©2001 by Oxford University Press,Inc. 3、机电一体化原理 裴仁清主编 上海大学出版社 1998.12 4、Mechatronics System Design Devdas Shetty and Richard A.Kolk Copyright©1997 by PWS Publishing Company,a division of Thomson Learning 5、机电系统动力学 谢寄石编著 国防工业出版社
机电一体化概念的涵义
ASME在1984年给现代机械明确定义为：
由计算机信息网络协调与控制的，用于完 成机械力，运动和能量流等动力学任务的 机械和（或）机电部件相互联系的系统。
机电一体化概念的涵义
90年代国际机器和机械理论研究会（IFTMM）定义为：
机电一体化是精密机械工程、电子控制和 系统思想在产品设计和制造过程中的协同 结合。